Pytania egzaminacyjne

Pytania egzaminacyjne
1.Cele i zadania nawodnień
Cele melioracji nawadniających: stworzenie trwałych i jak najkorzystniejszych dla produkcji
rolniczej warunków wilgotnościowych, powietrznych, cieplnych i pokarmowych.
Nawodnienia te nie ograniczają się jednak tylko do uzupełnienia zapasów wody, ale mają na
celu również usuwanie innych przyczyn niedostatecznego potencjału produkcyjnego
siedliska.
2.Podział nawodnień ze względu na cel nawadniania
Ze względu na cel i sposób działania rozróżnia się nawodnienia:
- zwilżające, których celem jest uzupełnienie zapasów wilgoci w glebie, niezbędnej dla
optymalnego rozwoju roślin
- użyźniające, dostarczające wraz z wodą składniki pokarmowe rozpuszczone w wodzie w
celu polepszenia fizycznych i chemicznych właściwości gleby, bądź też wytworzenia
nowej warstwy gleby na mało przydatnym podłożu ( tzw. kolmatacja )
- oczyszczające, ich głównym celem jest oczyszczenie środowiska glebowego z
zanieczyszczeń i skarzeń
- przemywające, w celu usunięcia szkodliwych związków np. soli lub związków żelaza.
- ochronne, regulujące stosunki termiczne gleby ( ocieplające, ochraniające przed
przymrozkami, ochładzające powietrze, bądź zwalczające niepożądane rośliny lub faunę)
Klasyfikacja techniczna nawodnień opierać się może na różnych kryteriach. Najczęściej jako
podstawę przyjmuje się sposób dostarczenia wody do czynnej warstwy gleby i jej
rozprowadzeniu w profilu glebowym. Na tej podstawie można wyróżnić nawodnienia:
- napowierzchniowe, w których gleba zaopatrywana jest w wodę z góry ku dołowi
zstępującym prądem, głównie przy udziale siły ciężkości
- podpowierzchniowe, w których gleba zasilana jest wstępującym prądem z dołu ku górze,
przy udziale sił kapilarnych.
Nawodnienia napowierzczchniowe mogą być:
- zalewowe, dzielące się na systemy zalewów naturalnych, kierowanych i sztucznych
- nasiąkowe, obejmujące systemy stokowe( stoki jednospadowe, grzbietowe, rowy
rozlewowe, smużne) i bruzdowe.
- deszczowniane ( system deszczowni stałych, półstałych i przenośnych)
- kroplowe, z rozbiorem wody z przewodu zamkniętego punktowo lub ciągle
Nawodnienia podpowierzchniowe mogą być:
- przesiąkowe ( inaczej wgłębne) dzielące się na ciśnieniowe, bezciśnieniowe i próżniowe
- podsiąkowe, ze stałym podsiąkiem ( ze stałym poziomem wody gruntowej) i okresowe (
ze zmiennym poziomem wody gruntowej)
O wyborze sposobu nawodnienia decyduje ukształtowanie terenu, rodzaj i wykorzystanie
gleby oraz ilościowe i jakościowe zasoby wodne.
3.Potrzeby wodne roślin uprawnych
Rozmaite gatunki, a nawet poszczególne odmiany roślin uprawnych wykazują różne
zapotrzebowanie na wodę i różną reakcję na jej brak lub nadmiar. Różnią się one zawartością
wody w poszczególnych organach, wykazują różną dynamikę pobierania i gromadzenia wody
w okresie rozwoju oraz różne stężenie soku komórkowego, ciśnienie ssące komórek i
potencjał kapilarny systemu korzeniowego.
Potrzeby wodne roślin zależą głównie od właściwości genetycznych danego ich rodzaju,
gatunku i odmiany. Od genotypu zależą bowiem morfologia roślin, długość okresu wegetacji,
rozwój fazowy, procesy fizjologiczne, możliwości produkcyjne i reakcja na zmiany w
środowisku przyrodniczym.
Potrzeby wodne roślin zwiększają się przeważnie z wydłużeniem okresu wegetacji, w miarę
zwiększenia się nasłonecznienia, temperatury, opadów, wilgotności gleby i natężenia wiatru.
Zależą też od fazy rozwoju roślin oraz od stosowanego nawożenia i agrotechniki.
4.Ogólna charakterystyka systemów nawodnień.
Nawodnienia podsiąkowe- polegają na regulowaniu położenia zwg. w dostosowaniu do
potrzeb danej rośliny. Mogą być realizowane w dwóch systemach:
-ze zmiennym podsiąkłem,
Rów odpływowy
Rów odpływowy
Doprowadzalnik
Zastawki
Układ zależny
Rowy osuszająco-nawadniające
Układ niezależny
Rowy osuszająco-nawadniające
-okresowym podsiąkiem.
Każda z tych odmian może być zrealizowana z regulowanym odpływem jako zależny
(wspólna sieć nawad.-odwad.) i niezależny.
Najpowszechniejszą formą było nawodnienie podsiąkowe z sieci rowów. Obecnie coraz
częściej są stosowane nawodnienia za pomocą sieci kombinowanej ( rowy + dreny). Takie
rozwiązanie eliminuje gęstą sieć rowów i ułatwia eksploatację, zmniejszają się również
nakłady na bieżącą konserwację sieci rowów a równocześnie zyskuje się znaczne
powierzchnie gleb zajmowane przez rowy. Zwiększa to produkcję rolniczą na terenach
nawadnianych. Nawodnienia te powinny być stosowane na płaskich, wyrównanych
powierzchniach gruntów, w których wody gruntowe nie obniżają się głębiej niż około 1,5m
poniżej pow. Terenu.
Rys. 3. Schemat hydrauliczny nawadniania podsiąkowego
Nawodnienia zalewowe. Polega na zalaniu terenu wodą, skąd przenika ona do profilu
glebowego i nasyca go od góry do pełnej pojemności wodnej. Po zakończeniu nawodnienia
sieć odwadniająca odprowadza nadmiar wody. W czasie nawodnienia grubość warstwy wody
nie powinna przekraczać 25-30cm. Niezbędny jest, więc płaski i wyrównany teren o spadkach
nieprzekraczających 3-4 %o . Dzięki licznym odmianom i formom nawodnienia zalewowe
mogą być stosowane jako użyźniające, oczyszczające, przemywające itp. W zależności od
rozwiązań technicznych rozróżniamy nawodnienia zalewowe naturalne( nie kontrolowane),
kierowane i regulowane (sztuczne) Obecnie zalewy niekontrolowane nie są stosowane.
Najczęściej występują kierowane i regulowane w układzie zależnym bądź niezależnym.
Rys. 5. Schemat hydrauliczny nawadniania zalewowego
Nawodnienia nasiąkowe. Dzielą się na stokowe i bruzdowe. Nawodnienia stokowe mogą
być realizowane jako stoki jednospadowe, rowy rozlewowe, smugi oraz nawodnienia
grzbietowe. Stoki mogą być naturalne lub sztucznie formowane. Sieć rozdzielczą stanowią tu
rowy otwarte lub rurociągi rozlewowe. Mogą być również układy bez sieci rozdzielczej oraz
bez sieci odwadniającej. Poszczególne rozwiązania mogą uwzględniać tylko jednokrotne
zużycie wody lub wielokrotne wykorzystanie zrzutów.
System rowów rozlewowych ma liczne odmiany. Woda może być rozlewana jednostronnie
lub dwustronnie. W nawodnieniach bruzdowych woda może być dostarczana do bruzd z
otwartej sieci rowów lub z rurociągów, ale także przy pomocy samobieżnych urządzeń
nawadniających
Rys. 6. Schemat hydrauliczny nawadniania nasiąkowego
5. Charakterystyka nawodnień podsiąkowych(pyt.4)
6.Charakterystyka nawodnień zalewowych(pyt.4)
7.Charakterystyka nawodnień stokowych.
Naw. stokowe mogą być realizowane jako stoki jednospadowe, rowy rozlewowe, smugi
oraz nawod. grzbietowe. Zasada ogólna nawodnień stokowych polega na wyprowadzeniu
strugi wody z elementu sieci rozprowadzającej (rowek lub rurociąg) na powierzchnię terenu,
po którym woda spływa wzdłuż spadku cienką warstwą (2-5 cm) wsiąkając na trasie w głąb
profilu. Systemy stokowe nadają się do nawodnień pozawegetacyjnych lub wegetacyjnych,
zwilżających, użyźniających zarówno na łąkach, jak i na gruntach ornych. Dużą zaletę
systemów stokowych stanowi ruchliwość wody (natlenianie, szybkość nawadniania) oraz
możliwość realizowania częstych i małych dawek - gleba nie bywa okresowo tak przeciążona
wilgocią, jak po zalewie. Do stron ujemnych należy zaliczyć stosunkowo małe powierzchnie
kwater (utrudnienie mechanizacji upraw), wynikające z istoty samego sposobu
rozprowadzania wody, tj. za pomocą gęstej sieci szczegółowych urządzeń nawadniających,
dostosowanych do ukształtowania terenu
Stoki jednospadowe mogą być naturalne lub sztucznie formowane. Sieć rozdzielczą mogą tu
stanowić rowy otwarte lub rurociągi rozlewowe. Mogą być układy bez sieci rozdzielczej oraz
bez sieci odwadniającej.
Rowy rozlewowe mogą być stosowane na stokach naturalnych niewyrównanych lub na
stokach wyrównanych a nawet sztucznie formowanych. Woda z rowów może być rozlewana
jednostronnie lub obustronnie, a kwatery krótkie lub wydłużone.
Nawodnienia grzbietowe w systemie tym rowki rozlewowe, rozprowadzające wodę po
powierzchni, biegną po grzbietach naturalnych lub sztucznych, wzdłuż głównych spadków
terenu. Doprowadzalniki (względnie rowy rozdzielcze) prowadzone są z niewielkim
spadkiem prawie równolegle do warstwic. W terenach o małych spadkach, lecz przy dość
urozmaiconej rzeźbie możliwe jest wykorzystanie grzbietów naturalnych. Do starszych
systemów o znaczeniu raczej historycznym należą również grzbiety sztucznie formowane
(rys.13.4b), które umożliwiały nawadnianie terenów o zbyt małych spadkach,
nieodpowiednich dla innego sposobu nawodnienia stokowego.
8.Podaj zasady projektowania przekroju poprzecznego i podłużnego doprowadzalnika.
Mając ustaloną trasę doprowadzalnika i niezbędne położenia wysokościowe zwierciadła wody
w profilu podłużnym, można przystąpić do projektowania przekroju poprzecznego.
Przepływy miarodajne do obliczania wymiarów doprowadzalnika na poszczególnych jego
odcinkach, wyznacza się na podstawie uprzednio opracowanych harmonogramów nawodnień,
uwzględniając potrzeby wodne o określonym prawdopodobieństwie występowania.
Poprawnie zaprojektowany przekrój doprowadzalnika powinien zapewnić:
 minimum strat na przesiąki,
 maksimum przepustowości przy minimum powierzchni przekroju,
 stabilność dna i skarp, tj. nie przekroczenie dopuszczalnych prędkości maksymalnych i
minimalnych.
Należy podkreślić, że dobranie przekroju gwarantującego jednoczesne i całkowite spełnienie
wszystkich warunków, częściowo się wykluczających, byłoby bardzo trudne, a niekiedy
wręcz niemożliwe. Dlatego też zależnie od: jakości wody, celu i systemu nawodnień, rodzaju
gruntu, przewidywanych umocnień itd. wysuwamy na pierwszy plan jeden lub dwa główne
postulaty, które będą zasadniczymi kryteriami przy wyborze optymalnych wymiarów
przekroju.
Podobnie jak w rowach odwadniających, tak i w doprowadzalnikach prędkość wody
charakteryzujemy zazwyczaj jednym wskaźnikiem - prędkością średnią:
V = Q/F,
która nie powinna przekraczać pewnych wartości krytycznych zależnych od:
 właściwości gruntu i rodzaju umocnień,
 kształtu koryta (promień hydrauliczny, napełnienie),
 ilości i rodzaju zawiesin w wodzie.
Prędkości dopuszczalne podawane w literaturze, odnoszą się przede wszystkim do sieci
odwadniającej i są przez analogię stosowane w doprowadzalnikach.
W doprowadzalnikach powinny być również wytworzone warunki nie zagrażające zamuleniu.
W celu ochrony doprowadzalnika przed zamuleniem prędkość wody (średnia w przekroju) nie
może być mniejsza od dopuszczalnej prędkości minimalnej.
Obliczenia hydrauliczne doprowadzalników wykonuje się w sposób analogiczny do
obliczania kanałów odwadniających. Są one oparte są na założeniu ustalonego ruchu
równomiernego. Przepływ i parametry kanału obliczamy z następujących zależności:
Q  VF
V  C R J
gdzie:
Q - objętość przepływu (m3s-1),
F - powierzchnia przekroju poprzecznego (m2),
R - promień hydrauliczny (m),
J - spadek hydrauliczny przyjęty jako równy spadkowi dna,
V - średnia prędkość w przekroju (m. s-1),
C - współczynnik zależny od szorstkości, spadku i promienia hydraulicznego.
Tok obliczeń jest tu jednak bardziej skomplikowany, gdyż przy projektowaniu
doprowadzalnika, wskutek rozbiorów wody na trasie przepływy w miarę odległości od ujęcia
maleją i dlatego przekroje poprzeczne na poszczególnych odcinkach będą różne. Można by
przyjąć jedną z następujących zasad, jako wytyczną do obliczeń:
 utrzymać na całej długości stałą prędkość V, dobierając różne spadki J i powierzchnie
przekroju F,
 utrzymać stałą powierzchnię przekroju F zmieniając J i V,
 utrzymać stały spadek przy zmiennych V i F.
Na wybór rozwiązania wpływają warunki miejscowe i eksploatacyjne, ale warto podkreślić,
że ze względu na zamulenie, spadki i prędkości nie powinny w żadnym przypadku
wykazywać wzdłuż kanału tendencji malejącej.
Projektując przekrój poprzeczny doprowadzalnika należy uwzględnić funkcję spełnianą
przez dany odcinek w całokształcie sieci doprowadzającej. Doprowadzalnik główny
usytuowany poza obiektem nawadnianym i biegnący w wykopie (rys. 29) powinien mieć
przekrój zwarty - przeważa tu postulat maksymalnego przepływu przy minimum kubatury
robót ziemnych.
Rys. 29. Przekrój poprzeczny doprowadzalnika biegnącego w wykopie
Sieć doprowadzalników drugiego rzędu, położoną z reguły wewnątrz obszaru
nawadnianego, najdogodniej jest wykonać w półwykopie-półnasypie (rys. 30). W tym
przypadku również profil zwarty byłby korzystniejszy, zwłaszcza jeśli udałoby się
zrównoważyć objętości mas ziemnych tylko w ramach transportu poprzecznego.
Rys. 30. Przekrój poprzeczny doprowadzalnika biegnącego w półwykopie-półnasypie
Doprowadzalnik idący całkowicie w nasypie może być przy niektórych systemach nawodnień
pożądany, a nawet konieczny, ze względu na utrzymanie odpowiedniego położenia
zwierciadła wody w stosunku do powierzchni terenu (rys. 31). Na ogół jednak rozwiązanie
takie jest kosztowne i trudne w eksploatacji.
Rys. 31. Przekrój poprzeczny doprowadzalnika biegnącego całkowicie w nasypie
Na utrzymanie stałości przekroju poprzecznego doprowadzalników nie umocnionych w
sposób zasadniczy wpływa nachylenie skarp. Zależnie od właściwości gruntu, roli i wielkości
doprowadzalnika stosowane są nachylenia w granicach 1:0,5 (sieć szczegółowa) do 1:3 (sieć
podstawowa).
Najczęściej nachylenia skarp darniowanych lub obsianych są następujące:
 torfy słaborozłożone
1:0,5 1:1
 torfy średnio i silnie rozłożone
1:1
1:1,5
 gliny mocne
1:1
1:1,25
 gliny średnie, piaski gruboziarniste
1:1,5
 piaski drobnoziarniste
1:2
 grunty pyłowe
1:3
Oczywiście w przypadku umocnienia dna i skarp, np. okładziną betonową przekrój
doprowadzalnika staje się bardziej zwarty, zbliżony do przekroju hydraulicznie
najkorzystniejszego.
System smug nazywany też nawodnieniem pasmowym nadaje się przede wszystkim do
nawadniania płaskich gruntów ornych (spadki 0,5-20%), chociaż jego zastosowanie możliwe
jest i na łąkach. Zasada tego systemu polega na rozplanowaniu sieci doprowadzającej wzdłuż
spadków terenu a sieci rozdzielczej wzdłuż warstwic. Sieć rozdzielczą stanowią rowy
wykonane częściowo w nasypie tak, aby zwierciadło wody górowało 5-10 cm nad terenem.
Zamiast sieci otwartej mogą być stosowane rurociągi stałe lub przenośne o niskim ciśnieniu.
Pobór wody z sieci otwartej odbywa się przez wpusty rurowe, woda dzięki ograniczającym
grobelkom może spływać równomiernie po długiej smudze. Niezbędne dopływy kształtują się
w granicach 3-7 l/s i 1 m szerokości smugi. System smug nie utrudnia upraw pielęgnacyjnych
i zbiorów, może więc być używany nie tylko do nawodnień pozawegetacyjnych, ale i do
nawodnień wegetacyjnych takich roślin jak zbożowe. W naszych warunkach smugi mogą
znaleźć zastosowanie przy rolniczym wykorzystaniu ścieków.
9. Nawodnienia deszczowniane- ogó1nacharakterystyka.
Nawodnienia deszczowniane zalicza się do nawodnień napowierzchniowych. Wyróżnia się tu
trzy podstawowe systemy:
-deszczownie ruchome (przenośne, przewożone, przetaczane,samobieżne), są najtańsze,
wymagają jednak większych nakładów eksploatacyjnych, są mniej trwałe i mogą działać na
niewielkiej powierzchni;
-deszczownie stałe są bardzo drogie. Nie wymagają jednak dużych nakładów
eksploatacyjnych. Utrudniają jednak mechanizację upraw. Są stosowane w zasadzie w
uprawach ogrodowych i na obiektach sportowych.
-deszczownie półstałe -najbardziej rozpowszechnione, ze względu na powierzchnię
nawadnianą deszczownie dzielimy na:
a)Małoobszarowe F<50ha Q<25l/s
b)Średnioobszarowe F 50- 300 ha Q25-150 l/s
c)Wielkoobszarowe F>300 ha Q>150 l/s
Rys. 7. Schemat hydrauliczny nawadniania deszczownianego
10.Powierzchniowe urządzenia i maszyny deszczujące.
Są to ruchome rurociągi wyposażone w zraszacze. Obecnie stosuje się następujące
urządzenia:
- przenośne rurociągi deszczujące, przenoszone ręcznie. Składają się z lekkich rurociągów
wyposażonych w szybkozłącza i układane są na powierzchni pola. ( rury o śr. 75-90mm) Do
podłączania tych rurociągów służą typowe łuki hydrantowe. Do wyposażenia tych rurociągów
należą także podstawki ( stabilizatory ) pod zraszacze. Średnica dysz zraszaczy wynosi ok.
12-14mm.
- przeciągane rur. deszczujące. Prezentują pierwszy sposób mechanizacji przemieszczenia
rurociągów. Początkowo buły to zwykłe przenośne rurociągi ustawione na płozach lub
wózkach. Oprócz nich stosuje się także nierozbieralne przeciągane rurociągi przystosowane
do zmiany kierunku. Są wykonane z elastycznych rur z tworzyw sztucznych z elastycznymi
łącznikami.
- przetłaczane rur. deszczujące. Są wyposażone we własny napęd do przemieszczania ich w
kierunku prostopadłym do ich osi. Przewód stanowi jak gdyby oś kół, na których się opiera.
Koła mają średnicę 1,2-2.5 w rostawie 9-12m. Średnice rur 110, 125, 130mm. Długość
robocza waha się od 150 do 400m.( u nas 250m) Koła są wykonane cienkiej blachy i są
bardzo lekkie. Napędzane są silnikami benzynowymi. Wadą tych urządzeń jest niemożliwość
deszczowania wysokich roślin, oraz ich krzywienie się podczas eksploatacji. Poza tym są one
jednymi z najlepszych tego typu urządzeń.
- Frontalne rur. deszczujące. Różnią się tym od przetaczanych że przewód nie stanowi osi
kół tylko jest zamontowany na wózkach, z których każdy ma dwa koła. W Polsce praktycznie
nie spotykane. Mają większą masę i wysokość rurociągu nad terenem wynosi 1,2-2,2m
-Obrotowe rur. deszczujące. Przesuwają się w sposób ciągły przez obrót ruchem wskazówki
zegara wokół studni lub centralnego hydrantu. Są to duże urządzenia o wysokościach rur. nad
terenem 2,1 –2.5m . Stosowane są na dużych obszarach w USA i np. w Egipcie i Libii gdzie
nawadniają pustynie. Jeden obrót może trać nawet kilkadziesiąt godzin.
- Nawijane rur deszczujące. Są nowoczesnymi urządzeniami przeznaczonymi do szybkich
nawodnień interwencyjnych w klimacie umiarkowanym. Składają się z elastycznego
przewodu z polietylenu nawijanego na specjalny metalowy bęben. Długość przewodu wynosi
od 250m do 300m Na końcu przewodu znajduje się lekki wózek trójkołowy na którym
znajduje się zraszacz. Ciągnik rolniczy rozwija ten wózek na koniec pola i pozostawia go.
Następnie podłącza się urządzenie do hydrantu i następuje deszczowanie z jednoczesnym
zwijaniem rurociągu.
- Wleczone węże deszczujące rozwijane z bębna. Zraszacz jest przyciągany do kołowrotu
albo do turbiny wodnej ( USA)
- Mieszane instalacje deszczujące Są uzupełnieniem poprzednich systemów dodatkowo o
boczne zraszacze ustawione na płozach. Zwiększa to zasięg boczny urządzeń deszczujących.
- Okresowo stałe instalacje deszczujące.
- Samobieżne deszczownie. Mają własne pompy i pobierają wodę z rowów lub
podziemnych rurociągów.( były ZSSR)
11.Nawodnienia kroplowe - ogólna charakterystyka.
To metoda punktowego umiejscowionego nawilżania gleby przefiltrowaną wodą, podawaną
na nawadnianą powierzchnię w postaci pojedynczych kropel lub pojedynczych stróżek.
Podczas nawodnień kroplowych wodę zamiast na całą powierzchnię- jak w większości innych
metod nawadniania- podaje się punktowo poszczególnym roślinom lub grupom roślin,
używając do tego celu gęstej sieci elastycznych przewodów o małych średnicach
wyposażonych w tzw. zwilżacze lub kroplomierz- nie służą one do mierzenia ani liczby, ani
wielkości kropel lecz do ich wytwarzania. Przewody z zwilżaczem kropel układa się
najczęściej na powierzchni gleby lub na pniach drzew, specjalnych rusztowaniach. Niekiedy
przewody te układa się pod powierzchnią gleby. System nawodnień. kroplowych składa się z :
-ujęcia wody,
- urządzeń pompowych, kontrolnych i sterujących,
-dozownika nawozów mineralnych,
-filtra,
-podziemnych rurociągów doprowadzających i rozdzielczych,
- elastycznych przewodów nawadniających wyposażonych w kroplomierz (zwilżacz).
Nawodnienia kroplowe pozwalają w większym stopniu niż inne met. naw. dostosowywać
zaopatrywanie roślin w wodę do wielkości rzeczywistego ich zapotrzebowania na wodę, do
wieku roślin oraz zasięgu (bocznego i wgłębnego) systemu korzeniowego roślin.
12.Jakość wody do nawodnień oraz wody dyspozycyjne.
Zależy przede wszystkim od rodzaju upraw lub użytków jakie zamierza się nawadniać.
Najwyższe wymagania co do jakości mają rośliny warzywne, i owocowe przeznaczone do
spożycia na surowo. Zanieczyszczenia bada się pod kątem ich szkodliwości dla ludzi,
zwierząt oraz roślin. Ścisłe kryteria jakości wody zawarte są w rozporządzeniach MOŚZNiL.
Są tam zawarte wartości dopuszczalne różnych pierwiastków bądź związków chemicznych w
zależności od rodzaju roślinności uprawianej. Do najczęściej spotykanych zanieczyszczeń
należą NaCl, Na2Co3, Na2SO4, związki azotu i fosforany oraz detergenty. Zawartość
mikroelementów jest pożądana jednak i one nie mogą przekroczyć dopuszczalnych stężeń.
Temperatura wody nie powinna przekraczać 300C i nie powinna być niższa od 120C.
Unoszone w wodzie takie zanieczyszczenia jak wodorosty , fauna wodna, drobne części roślin
powodują zatykanie koszy ssawnych a nawet niszczą wirniki pomp. Dlatego koniecznie jest
stosowanie krat lub sit przed dopłynięciem wody do pompy albo należy stosować zbiorniki
osadowe lub stosować filtry żwirowe.
Wody dyspozycyjne. Należy zawsze zachować w cieku przepływ nienaruszalny, który może
być przepływem biologicznym albo być uzależniony od potrzeb wodnych innych
ważniejszych konsumentów wody. Wody dyspozycyjne to takie wody , których możemy użyć
zachowując jednocześnie przepływ nienaruszalny.
13.Opisz poszczególne fazy trwania nawodnień podsiąkowych.
Czas trwania nawodnień podsiąkowych dzieli się na dwie fazy:
-faza pierwsza- czas dobiegania strugi wody i zrównoważenia strat ,
T 1 = μml 2 / 2nK(H 0 +H 1 ),
gdzie:
a) μ- współczynnik zmiany retencji w profilu gleby spowodowany podnoszeniem się zwg,
wynoszący dla:
piasku lużnego- 0,35
piasku gliniastego i gliny lekkiej- 0,30
gliny ciężkiej- 0,25
torfu niskiego o niewielkim stopniu zmurszenia- 0,25
torfu niskiego o silnym stopniu zmurszenia- 0,35
b) m- współczynnik zależny od kształtu i parametrów krzywej depresji
-faza druga- czas podnoszenia zwg z poziomu H 1 do H 2
T 2 = [μ(1-m)l 2 / 2nKH K ]*ln[(H K +H 2 )/ (H K - H 2 ) *(H K - H 1 )/ (H K + H 1 )],
Ogólny czas trwania podnoszenia zwg T = T 1 + T 2 , a także czas podtrzymywania
nawodnienia T 3 i czas obniżenia zwg T 4 uwarunkowane są zazwyczaj względami
eksploatacyjnymi. W praktyce przyjmuje się, że nawodnienie przebiega z pozytywnym
skutkiem, jeżeli fazy dobiegania i podnoszenia nie przekraczają 10-14 dni. Czas
podtrzymywania nawodnienia T 3 zależy od wielkości niedoborów wody, które mają być
pokryte w wyniku nawodnienia oraz wielkości rozchodów wody na parowanie w okresie
trwania nawodnienia. Czas obniżenia zwierciadła wody gruntowej T 4 wynosi przeważnie
połowę czasu T 2 .
14.Dopływy jednostkowe w różnych systemach nawadniających. ?
15.Warunki stosowania i schematy rozwiązań dla trwałych użytków zielonych.
Ze względu na położenie użytków zielonych i dyspozycyjne ilości wód jakie mogą być użyte
do nawodnień, realizuje się na tych użytkach głównie nawodnienia systemem podsiąkowym.
Na gruntach ornych i użytkach zielonych pozadolinowych stosuje się głównie nawodnienia
za pomocą deszczowni.
16.Podaj i scharakteryzuj systemy nawadniające dla gruntów ornych.
18.Opisz systemy nawadniające stosowane w uprawach warzyw.
Pyt.15,16,18 Przy podejmowaniu decyzji o celowości przyrodniczej i możliwościach
technicznych stosowania różnych systemów nawodnień, należy uwzględnić następujące
warunki terenowe i rodzaj użytkowania terenu:
1. Ukształtowanie powierzchni
2. Przepuszczalność gleb
3. Podatność na erozję
4. Położenie wód gruntowych
5. Łąki
6. Pastwiska
7. Mieszanki traw w uprawie polowej
8. Uprawy polowe
9. Warzywa
10.Sady
Celowość przyrodnicza i możliwości techniczne stosowania różnych systemów nawodnień
Tabela 14.1
Lp Zalewowe
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Lp
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Teren równy, płaski
Średnia lub mała
Mała
Niezbyt głębokie, jeżeli nie występuje nieprzepuszczalne podłoże
Odpowiednie w gospodarstwach ekstensywnych, jako nawodnienia nawożące; kosztowne
Niewskazane ze względu na trudności eksploatacyjne
Na ogół nieodpowiednie z wyjątkiem rolniczego wykorzystania ścieków; kosztowne
W ograniczonej formie pozawegetacyjnych nawodnień użyźniających przy rolniczym
wykorzystaniu ścieków; kosztowne
Nieodpowiednie
Niektóre formy mogą się nadawać
Stokowe
Teren równy, wyraźne jednokierunkowe spadki
Średnia lub mała
Mała
Głębokie
Niektóre formy odpowiednie nawet w gospodarstwach intensywnych, zwłaszcza jako
nawodnienia użyźniające; kosztowne
Niewskazane ze względu na trudności eksploatacyjne
Odpowiednie
W formie nawodnień wegetacyjnych nadają się tylko w ograniczonym stopniu i dla
niektórych roślin; są trudności eksploatacyjne; kosztowne
Nieodpowiednie z wyjątkiem nawodnień pozawegetacyjnych, użyźniających
Niektóre formy mogą się nadawać
Bruzdowe
Teren średnio równy, małe spadki jednokierunkowe
Średnia lub mała
Mała
Głębokie
Nieodpowiednie
Nieodpowiednie
Nieodpowiednie
Stosowane w wielu krajach jako nawodnienia zwilżające wegetacyjne i pozawegetacyjne.
W naszych warunkach ograniczone do obszarów rolniczego wykorzystania ścieków
Odpowiednie
Odpowiednie
Lp
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Deszczowniane
Z wyjątkiem bardzo stromych zboczy nie ma ograniczeń
Nie ma ograniczeń
Z wyjątkiem b. podatnych na erozję nie ma ograniczeń
Głębokie
Odpowiednie, ale w naszych warunkach mało opłacalne
Odpowiednie, mogą być opłacalne
Odpowiednie, mało opłacalne
Odpowiednie, opłacalne tylko dla niektórych roślin (przemysłowe, okopowe) i przy
wysokim poziomie produkcji
Odpowiednie, opłacalne
Odpowiednie, ale brak ściślejszych danych co do opłacalności
L.p. Przesiąkowe
Z wyjątkiem bardzo urozmaiconej rzeźby terenu, nie ma ograniczeń
Z wyjątkiem gleb przepuszczalnych o małej pojemności wodnej nie ma ograniczeń
Nie ma ograniczeń
Głębokie
Teoretycznie odpowiednie ale nie wypróbowane w praktyce. Urządzenia precyzyjne,
wymagające bardzo starannej eksploatacji; kosztowne
jak wyżej
jak wyżej
jak wyżej
Odpowiednie, opłacalność nie wyjaśniona
Nieodpowiednie obawy zarastania przewodów
Lp
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Podsiąkowe
Teren równy, płaski
Duża lub średnia
Nie ma ograniczeń
Blisko powierzchni
Odpowiednie, powszechnie stosowane, zwłaszcza na torfach. Niezbędne przy
odwadnianiu użytków zielonych
Odpowiednie po dobraniu parametrów zapewniających elastyczność gospodarowania
wodą
Odpowiednie
Odpowiednie na glebach torfowych po dobraniu parametrów zapewniających
elastyczność gospodarowania wodą
Odpowiednie z ograniczeniami dla niektórych gatunków
Niewskazane
19.Wpływ nawodnień na plonowanie roślin.
Nawodnienia wywierają znaczny, bezpośredni lub następczy wpływ na roślinność i całe
siedlisko. Przy dostatecznym zaopatrzeniu roślin w wodę zwiększa się ich tortur i obniża
ciśnienie osmotyczne płynu komórkowego. W wyniku tego aparaty szparkowe mogą być
dłużej otwarte w ciągu dnia, co umożliwia intensywniejszą asymilację CO 2 , a zatem i wzrost
plonów. Nawodnienia pozwalają również na wyrównanie plonów, co jest szczególnie ważne
na pastwiskach, gdyż umożliwia równomierne żywienie bydła, zwłaszcza w okresach
zmniejszenia się przyrostów masy zielonej na terenach nienawadnianych.
Nawodnienia zwłaszcza na użytkach zielonych, powodują zmiany gatunkowe w zespołach
roślinnych. Można, więc do pewnego stopnia za pomocą nawodnień regulować skład
florystyczny tych zespołów.
20.Opisz technologie i techniki nawodnień deszczownianych. (pyt. 9)
21.Opisz budowle na sieci nawodnień grawitacyjnych.
Sieć podstawowa w nawodnieniach grawitacyjnych składa się z:
- budowli piętrzących wodę w rzece ( jazy, zapory)
- doprowadzalników głównych, pobierających wodę z rzeki bądź zbiornika
- sieci rowów rozprowadzających wodę na poszczególne kwatery
Sieć szczegółowa
- siec rowów osuszaczająco – nawadniających, przy nawodnieniach podsiąkowych
- grobli i rowów osuszających w nawodnieniach zalewowych
- budowli na sieci ( upusty, zastawki, przelewy, koryta kalibrowane, odstojniki, syfony,
kładki, itp.)
Budowle piętrzące – jazy, zapory
Doprowadzalniki wyposażone są w:
Zamknięcia, zastawki, odstojniki, przepusty, syfony
Na każdym doprowadzalniku muszą być zamontowane urządzenia do pomiaru objętości
przepływu. Służą do tego: przelewy, upusty, koryta kalibrowane, zwężki.
Szczegóły rozwiązań technicznych można znaleźć w literaturze specjalistycznej.
W nawodnieniach zalewowych stosowane są mnichy spustowe, i wpustowe.
Do komunikacji służą kładki, drogi, mosty.
22.Scharakteryzuj współczynniki wykorzystania wody w różnych systemach
nawadniających.
Nawodnienia podsiąkowe-współczynnik wykorzystania wody jest przy podsiąku stałym
bardzo wysoki, praktycznie biorąc dochodzić może do jedności. Ponieważ w pełni użytkuje
się wody własne, zazwyczaj wystarcza niewielki dopływ z zewnątrz. Orientacyjnie już przy
średnim dopływie wegetacyjnym - 0,15 l s-1 ha-1, można zapewnić zrównoważenie
niedoborów na użytkach zielonych, a przy dopływie 0,25 - 0,50 l s-1 ha-1 jest gwarancja
pokrycia zapotrzebowania, nawet w krótszych okresach wzmożonego parowania.
Współczynniki wykorzystania wody w nawodnieniach zalewowych zwłaszcza zwilżających,
na ogół bardzo niskie i dla pojedynczej kwatery kształtują się w przedziale 0,2-0,3. W razie
wykorzystania zrzutów można współczynniki te w obrębie obiektu lub kompleksu znacznie
podwyższyć.
Nawodnienia stokowe współczynnik wykorzystania wody na kwaterze równa się stosunkowi
objętości projektowanej dawki polewowej netto do objętości wody doprowadzonej w czasie
nawodnienia, a więc w przypadku nawodnienia stokowego dwufazowego:
dL
=
q ( T1  T2 )
23.Źródła wody do nawodnień i sprawność systemów nawadniających.
A. Do deszczowania można wykorzystywać wodę powierzchniową z rzek i strumieni, jezior,
stawów oraz sztucznych zbiorników, wodę podziemną ze studni wierconych i kopanych a
także wodę z naturalnych źródlisk. Wodę ze studni można stosować, jeżeli głębokość studni
nie przekracza 30m. Głębsze wody są zarezerwowane dla celów gospodarczych i pitnych. W
przeciętnych warunkach wydajność takich studni jest niewielka, co powoduje, że ze studni
głębinowych można nawadniać tylko niewielkie obszary. Podobnie jest ze źródliskami.
Podstawowym źródłem wody dla deszczowań są ujęcia wody powierzchniowej z cieków oraz
ze stawów i innych zbiorników.
B. Prawidłowy rozrząd wody uwarunkowany jest dobrym stanem i pełną sprawnością
urządzeń nawadniających. Dlatego w prawidłowej eksploatacji bardzo dużą rolę odgrywa
systematyczna konserwacja. Na terenach dolinowych prace konserwacyjne obejmują głównie
budowle ziemne, hydrotechniczne, komunikacyjne. Do najczęściej wykonywanych prac
należą:
- usuwanie roślin wodnych z dna oraz roślinności na skarpach rowów ( koszenie)
- likwidacja wszelkich uszkodzeń brzegów oraz zamuleń
- likwidowanie nor zwierzęcych i innych szkód powodowanych przez zwierzęta
- remonty urządzeń rozrządzających, pomiarowych, regulacyjnych, przejazdowych
- płukanie rurociągów
- przeglądy bieżące pomp i armatury na systemach deszczujących.
Prace konserwacyjne w zależności od rozmiarów mogą być wykonywane ręcznie lub
mechanicznie.
24.Scharakteryzuj potrzeby nawodnień w warunkach klimatyczno-glebowych
Wielkopolski.
Do kryteriów przyrodniczych decydujących o celowości i potrzebie wprowadzenia
nawodnień w rolnictwie na terenach pozadolinowych zalicza się przede wszystkim
kryteria klimatyczne i glebowe. Czynniki te to:
- średnia z wielolecia suma rocznych opadów
- potencjalna wskaźnikowa ewapotranspiracja w okresie wegetacyjnym
- różnica pomiędzy potencjalną ewapotranspiracją w okresie wegetacyjnym a sumą
opadów atmosferycznych dla tego okresu równą lub większą od 150mm
- stosunek ewapotranspiracji potencjalnej ETp do sumy opadów okresu
wegetacyjnego Pweg (większy od 1,4).
Wielkopolska znajduje się w I strefie klimatycznej zróżnicowanej celowości
nawodnień deszczowni. Jest to strefa o największej celowości lokalizacji
deszczowni, gdyż największe efekty uzyskuje się w wyniku deszczowania gleb III i
IV klasy botanitacyjnej oraz sprawnych gleb klasy V. Nawadnianie gleb klasy V
daje bardzo wysokie efekty przyrostów plonów. Jednak ze względu na małe
zdolności magazynowania wody i słaby kompleks sorpcyjny tych gleb niezbędne
jest ich częste deszczowanie małymi dawkami.
25.Podaj zasady ustalania wielkości dawki polewowej i częstotliwości nawodnień
deszczownianych.
Zasad ustalania wielkości dawek polewowych.
a)metoda glebowo-korzeniowa
d
1

Wd
 h
[mm];
10
Wd - zapas wody łatwo dostępnej,
h – głębokość celowego zwilżenia
dawka netto – ilość wody, którą rośliny wykorzystują do swojego wzrostu
dawka brutto – ilość wody pobierana z ujęcia
b) d2 = T  v T – czas między nawodnieniami [doby];  v - dobowy niedobór wody w
okresie największego jej zapotrzebowania [mm/dobę]
(2,7 – 3,0).Z d1 i d2 ustalamy końcową wartość
c) Dbr – dawka brutto Dbr= d - współczynnik efektywności technicznej dla danego systemu.

Optymalne okresy nawodnień:
Zbyt wcześnie rozpoczęte nawodnienia mogą spowodować:
- niepożądane obniżenie temperatury
- spłycenie i ograniczenie systemu korzeniowego
- przyspieszenie agresji chwastów
- zaskorupienie gleby
Zbyt późne nawodnienia zmniejsza efekty produkcyjne, jakie mogły być osiągnięte.
Deszczowanie nie powinno być wykonywane poniżej pewnych progów termicznych. Na
wiosnę nie zaleca się deszczować dopóki średnia dobowa temperatura powietrza nie
przekroczy 100 C a, latem 160C. Najbardziej właściwe terminy nawodnień pokrywają się z
fazami wzmożenia pobierania przez roślinę skład. pokarmowych. Występuje to w okresach
znacznego przyrostu masy rośliny ( burak, ziemniaki) lub w okresie tworzenia owoców i
nasion. Zalecenia optymalnych okresów deszczownianych są zestawione tablicach. Np.
warzywa można deszczować od środka 2 dekady kwietnia do końca okresu wegetacyjnego, a
zboża ozime od 3 dekady kwietnia do końca czerwca. Dla roślin niewymienionych w
tablicach należy kierować się fazami ich rozwoju, stanu pogody, wilgotności gleby oraz
względami technicznymi. Rośliny na glebach lekkich muszą być wcześniej nawadniane niż
rośliny na glebach zwięźlejszych.
Wielkość maksymalnych dawek polewowych netto waha się w granicach 20 – 36mm dla gleb
lekkich do 30 –40mm na glebach cięższych.
Częstotliwość nawodnień można wyznaczyć ze wzoru
p [ doby]
d- dawka polewowa netto [mm]
p – przewidywane dobowe zużycie wody na ewapotranspirację [mm/d]
Z podanego wzoru wynika, że
p częstotliwość zwiększa się, gdy
stosujemy mniejsze dawki i na odwrót.
W praktyce częstotliwość nawodnień wynosi 8-15 dni.
26. Scharakteryzuj warunki stosowania nawodnień deszczownianych. (pyt.4)
A) terenowe-bierze się pod uwagę rzeźbę terenu oraz kształt pól i całego nawadnianego
obszaru w planie. Duży problem stanowią elementy technicznej infrastruktury np. linie
energetyczne, drogi bite i żelazne, rowy oraz zabudowania,
B) glebowe-wszystkie rodzaje gleb rolniczo użytkowanych mogą być deszczowane.
Konieczne jest dostosowanie natężenia deszczowania do rodzaju gleb z uwzględnieniem
spadku powierzchni pól oraz rodzaju i stanu roślinności,
C)roślinne-najłatwiej jest deszczować użytki zielone, najtrudniej sady i chmielniki.
Deszczowanie roślin ogrodniczych, których plony są konsumowane przez ludzi w stanie
surowym wymaga stosowania wody o odpow. jakości.
27.Podstawowe zasady eksploatacji systemów nawadniających. (pyt.23-sprawność
systemów nawadniających).
Nawodnienia powinny stwarzać optymalne warunki powietrzno- wodne w glebie, zwłaszcza
w okresach szczególnego zapotrzebowania roślin na wodę. Należy jednak pamiętać, że o
wysokości plonów decyduje cały kompleks zabiegów rolniczo technicznych. Woda w glebie
dostępna dla roślin stanowi tylko jeden składnik tego kompleksu. Efektywność nawodnienia
jest tym większa im wyższy jest poziom gospodarowania rolniczego na terenach
nawadnianych. Stąd też nawodnienia należy stosować dopiero wtedy, kiedy zapewnione będą
wszystkie inne zabiegi agrotechniczne.
Jednym z podst. zadań na terenach nawadnianych jest optymalne zharmonizowanie pracy
głównych doprowadzalników wody z rozkładem i wielkością zapotrzebowania wody w
obrębie szczegółowej sieci rozdzielczej. Służy temu plan gospodarki wodnej uwzględniający
wielkość i rozkład w czasie, dawek nawodnieniowych na poszczególnych częściach
nawadnianej pow.
W zależności od celu i systemów nawodnień, a także warunków glebowych, klimatycznych,
rodzaju uprawianych roślin oraz stanu organizacyjnego i poziomu stosowanej agrotechniki
rozrząd wody może być dokonany w różny sposób:
- pobór wody odbywa się planowo wd. harmonogramu
- pobór wody odbywa się dowolnie. Zależnie od aktualnych potrzeb wodnych.
Rozrząd wody na obiekcie zaopatrywanym planowo może być realizowany następującymi
metodami:
- metoda stałego dopływu, polega na dostarczeniu każdemu użytkownikowi stałego dopływu
o małym wydatku ustalonym na podstawie sekundowego zapotrzebowania w całym okresie
nawodnienia. Metoda stosowana przy małej intensyfikacji produkcji rolnej.
- metoda stałej rotacji. Każdy użytkownik otrzymuje w określonym punkcie poboru i w
ustalonym terminie i kolejności odpowiednią ilość wody. Stosowana przy sprawnej sieci
doprowadzającej i wystarczających zasobach wodnych
- metoda zmiennej rotacji. Każdy użytkownik otrzymuję wodę planowo, według
harmonogramu. Harmonogram taki powstaje w wyniku analizy aktualnych zasobów wody i
potrzeb wodnych na obiekcie. Stosowana przy intensywnych systemach.
Rozrząd wody na obiekcie przy dowolnym poborze polega na tym, że użytkownik ( dział
nawadniany) pobiera wodę w dowolnym czasie i w określonej ilości. Warunkiem takiego
systemu jest ujęcie wody o stałym wydatku.
Jeżeli zasoby wodne są niewystarczające to poszczególne działy muszą być nawadniane
kolejno. Oprócz zróżnicowanego zapotrzebowania na wodę przez rośliny występują też
różnice w dawkach w zależności od rodzaju gleby.
27. Prognozowanie i sterowanie nawodnieniami deszczownianymi.
Do podstawowych metod sterowania nawodnieniami należą:
- metody bazujące na bezpośrednich pomiarach wilgotności i siły ssącej gleby
- metody bilansowe oparte na pomiarach danych klimatycznych ( opad, parowanie,
temperatura powietrza, niedosyt wilgotności)
- metody informacyjno bilansowe, polegające na modelowaniu matematycznym.
Dane o tych metodach znajdują się w literaturze ( Drupka 1980)
Okres zwrotu nakładów oblicza się ze wzoru:
n=I/(P-K)
n – liczba lat
I – koszt inwestycji zł/ha
P –wartość przyrostu plonów zł/ ha
K – suma rocznych kosztów utrzymania systemu zł/ha